AD7793在高精度溫控設(shè)備中的應(yīng)用
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對(duì)于AD7793的∑-△ADC來講，參考源的選擇必須滿足低噪聲、溫漂小的要求。雖然已經(jīng)內(nèi)置了電壓參考源，無需外接參考源，但為了滿足高精度測(cè)量的要求，使用了高精度標(biāo)準(zhǔn)參考電阻(0．2ppm)，采用比例測(cè)量法，應(yīng)用這種方法，激勵(lì)源中的噪聲會(huì)被抵消掉。
4 AD7793芯片在使用中應(yīng)注意的問題
4．1 PCB布局
∑-△型ADC具有非常高的分辨率以及極低的噪聲，因此PCB的布局布線對(duì)于實(shí)現(xiàn)ADC的高性能有非常大的影響。在PCB的布線中需要注意以下方面：
(1)電源：如果可能，盡量使用單獨(dú)的模擬電源和單獨(dú)的數(shù)字電源。而且模擬部分的電源要使用線性電源。如果使用單電源給AVDD和DVDD供電，AVDD和DVDD之間應(yīng)用磁珠進(jìn)行隔離。在所有的AVDD的管腳要用0．1 μF和10 μF進(jìn)行去耦到模擬地上，所有數(shù)字電源管腳要用0．1 μF進(jìn)行去耦，接到數(shù)字地上。電源線在PCB上要走盡量寬的線。
(2)地：系統(tǒng)要分為模擬地和數(shù)字地兩部分，模擬地和數(shù)字地都要是大面積的地平面。ADC芯片本身模擬管腳與數(shù)字管腳都物理上分隔開了，因此ADC可以跨在模擬地平面和數(shù)字地平面的中間，ADC的AGND管腳要接到系統(tǒng)模擬地，ADC的DGND管腳要接到系統(tǒng)數(shù)字地。模擬地和數(shù)字地最終在ADC的附近進(jìn)行一點(diǎn)相接，這樣更能有效降低接地阻抗和噪聲系數(shù)。
(3)信號(hào)：模擬輸入信號(hào)線線條要寬、采用最短路徑靠近AD7793模擬輸入端口。信號(hào)的模擬部分和數(shù)字部分要分開，模擬信號(hào)線和數(shù)字信號(hào)線也要分開，模擬信號(hào)線和數(shù)字信號(hào)線不要穿插，在芯片下面避免走數(shù)字信號(hào)。
4．2 軟件配置
MCU通過SPI接口對(duì)AD7793進(jìn)行初始化配置，順序如下：
(1)復(fù)位：由于上電期間的任何毛刺電壓可能會(huì)破壞寄存器，因此建議在初始化程序中執(zhí)行復(fù)位，即將32個(gè)1寫入AD7793進(jìn)行復(fù)位。復(fù)位后，SPI串行接口、片內(nèi)寄存器都進(jìn)入到默認(rèn)狀況，便可針對(duì)應(yīng)用配置器件。
(2)配置：復(fù)位后即可對(duì)片內(nèi)寄存器進(jìn)行配置。首先寫模式寄存器，設(shè)置工作模式、輸出數(shù)據(jù)速率和時(shí)鐘源：然后寫配置寄存器，設(shè)置極性、增益、基準(zhǔn)源、緩沖和通道；最后寫IO寄存器，設(shè)置電流源和大小。
(3)校準(zhǔn)：配置后，便可以啟動(dòng)校準(zhǔn)程序，進(jìn)行內(nèi)部校準(zhǔn)和系統(tǒng)校準(zhǔn)。在校準(zhǔn)時(shí)，對(duì)失調(diào)寄存器和滿量程寄存器寫操作時(shí)，AD7793必須處于空閑或省電模式。
5 溫控實(shí)測(cè)結(jié)果
當(dāng)設(shè)置的溫度發(fā)生變化時(shí)，溫控儀能通過AD7793根據(jù)得到當(dāng)前實(shí)時(shí)溫度，計(jì)算出誤差信號(hào)，利用PID(比例-積分-微分)計(jì)算出合適的控制量，通過PWM技術(shù)控制功率放大器，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，獲得滿意的預(yù)期溫控目標(biāo)。在我們研制的高精度溫控設(shè)備中，溫度設(shè)置值與溫度實(shí)際對(duì)比結(jié)果如表1所示，溫控范圍要求在40～55℃之間。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/153442.htm
6 結(jié)束語
在我們的研究過程中，得到如下經(jīng)驗(yàn)：通過內(nèi)部校準(zhǔn)和系統(tǒng)校準(zhǔn)可消除零點(diǎn)誤差、滿量程誤差及溫度漂移的影響；四線制恒流源驅(qū)動(dòng)Pt1000鉑電阻，有效克服了導(dǎo)線電阻和自熱效應(yīng)對(duì)測(cè)量精度的影響；采用PID、PWM技術(shù)大大提高了溫控精度和穩(wěn)定度，使得整機(jī)的溫控誤差優(yōu)于0．1℃。
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